專利名稱：簡易真空壓電傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于傳感器技術領域，確切地說是一種簡易真空壓電傳 感器。
背景技術：
壓電傳感器是一種對質量高度敏感的傳感器,可以檢測納克級的質量 變化，同時對溶液的粘密度變化也有響應，目前應用最廣泛的傳感器為 石英晶體微天平(QCM)，其缺點是振蕩能力差，質量負載能力小，
對高粘度液體的頻率響應差。雖然近年來新型晶體材料不斷出現，但 真正能應用于壓電傳感器的卻很少。 發明內容
本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種不僅也具有納克水
平的質量靈敏度，而且其振蕩能力比QCM更強、質量負載能力更大、 對高粘度液體也有很好頻率響應的簡易真空壓電傳感器。
本實用新型是這樣實現的該傳感器由玻璃容器、玻璃環、硅酸鑭
鎵晶片、入口玻璃管、旋塞、微量注射器、錐形管、出口玻璃管及金膜 電極組成，金膜電極為"鑰匙孔"形，是用真空噴鍍方法分別在晶片 兩面噴鍍而成，然后用硅橡膠將晶片固定于玻璃環上構成檢測池，置 于長方體玻璃容器中，玻璃容器上方插兩根帶旋塞的玻璃管， 一根與 錐形管和注射器相連，作為氣體入口，試劑由注射器注入錐形管并由 干燥氮氣導入容器，另一根作為氣體出口與真空泵相連。本實用新型的優點是同樣具有納克水平的質量靈敏度，而且其 振蕩能力比QCM更強，質量負載能力更大，對高粘度液體也有很好 的頻率響應，并提供了一種簡易真空環境；該裝置所用材料、設備來 源豐富，價廉易得，因此大大降低了成本，其制作方法簡單，試劑需用 量小，對環境污染輕，在對真空度要求不高的情況下，能很好地滿足實 驗要求。
圖1是本實用新型結構的示意圖。
圖2是檢測池的俯視圖。 圖3是檢測池的仰視圖。
圖中l.玻璃容器、2.玻璃環、3.硅酸鑭鎵晶片、4.入口玻璃管、 5.旋塞、6.微量注射器、7.錐形管、8.出口玻璃管、9.金膜電極。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明該傳感器由玻璃容器1、玻璃環2、硅
酸鑭鎵晶片3、入口玻璃管4、旋塞5、微量注射器6、錐形管7、出口 玻璃管8及金膜電極9組成，所用硅酸鑭鎵晶片基頻為9——10MHz， 晶體面積14xl4mm，采用真空噴鍍方法在晶片的雙面制備兩個"鑰 匙孔"形的金膜電極，電極直徑為5-8mm，通過導線與高性能阻抗分 析儀的測量端相聯，阻抗分析儀由計算機控制并實現數據采集和分析； 將晶片用704硅橡膠固定在內徑9-13mm，外徑30——50mm，厚度3-8mm 的玻璃環上構成檢測池，下部加一底座固定后置于密閉的長方體玻璃容 器中，容器體積約為4.8升，共有四個開口與外界相連，下面兩開口引出導線，上面兩開口插帶旋塞的玻璃管， 一管用于試劑的導入，另 一管通過一段橡膠管與真空泵相連，用于抽真空，所有開口處均用環 氧樹脂密封好，保證容器不漏氣。
利用該裝置可實時監測離子液體對各種有機溶劑的吸附性能及吸附
后物理性質的變化。離子液體是指在-3(rC 5(TC下呈液態的由離子構成 的物質，是目前引起人們廣泛研究興趣的新型綠色溶劑。利用LCM對與 之接觸的液體的粘度有頻率和阻抗響應這一特點，可實時監測離子液體 在吸附有機溶劑蒸氣過程中的粘度變化曲線，為實時監測液體的粘度變 化提供了一種快速有效的方法。以離子液體溴代l-甲基-3-正辛基咪唑 (縮寫為[Qmim][Br])為例，在檢測池中加入一薄層離子液體，放入玻璃 容器中后開始抽真空，待傳感器響應頻率穩定后關閉真空泵。將有機溶 劑(如乙醇、丙酮、氯仿、四氯化碳、甲苯等)用微量注射器注入圖 中所示錐形管中，同時打開旋塞，向管中通入干燥N2 (消除空氣中 水分的干擾)，由N2將溶劑導入測定容器中，有機溶劑在容器中揮發 成蒸氣并在離子液體膜上吸附；在脫附實驗中，采用抽真空的方法加 速有機溶劑從離子液體膜中的逸出速度。在整個吸附和脫附過程中， 離子液體的粘度隨吸附量的變化而變化，這一變化過程可用LCM的粘度 響應模式予以監測。由于離子液體對有機溶劑具有極好的吸附和脫附性 能，在作完一次實驗后不用處理即可進行下一次測定，連續性好，離子 液體和晶片的利用率高，減少了不必要的損失。對該裝置稍作改動即可 用作其他質量傳感器。
權利要求1、一種簡易真空壓電傳感器，其特征在于它由玻璃容器(1)、玻璃環(2)、硅酸鑭鎵晶片(3)、入口玻璃管(4)、旋塞(5)、微量注射器(6)、錐形管(7)、出口玻璃管(8)及金膜電極(9)組成，金膜電極(9)為“鑰匙孔”形，用硅橡膠固定于玻璃環上構成檢測池，置于長方體玻璃容器(1)中，玻璃容器(1)上方插兩根帶旋塞(5)的玻璃管，一根與錐形管和注射器相連，作為氣體入口，另一根作為氣體出口與真空泵相連。
2、 根據權利要求1所述的簡易真空壓電傳感器，其特征在于硅酸鑭鎵 晶片(3)可以為圓形。
3、 根據權利要求1或2所述的簡易真空壓電傳感器，其特征在于金膜電 極(9)可以采用鉑或者銀材料制成。
專利摘要本實用新型屬于傳感器技術領域，確切地說是一種簡易真空壓電傳感器。由玻璃容器(1)、玻璃環(2)、硅酸鑭鎵晶片(3)、入口玻璃管(4)、旋塞(5)、微量注射器(6)、錐形管(7)、出口玻璃管(8)及金膜電極(9)組成，金膜電極(9)為“鑰匙孔”形，用硅橡膠固定于玻璃環上構成檢測池，置于長方體玻璃容器(1)中，玻璃容器(1)上方插兩根帶旋塞(5)的玻璃管，一根與錐形管和注射器相連，作為氣體入口，另一根作為氣體出口與真空泵相連。優點是同樣具有納克水平的質量靈敏度，而且其振蕩能力比QCM更強，質量負載能力更大，對高粘度液體也有很好的頻率響應。
文檔編號G01N5/00GK201149573SQ20072015914
公開日2008年11月12日 申請日期2007年12月27日 優先權日2007年12月27日
發明者永 亓, 張萬正, 申大忠 申請人:永 亓